时间：2022-11-12 04:04:27
关键词：电梯；远程监控系统；安全运行
中图分类号：TU857 文献标识码： A
一、电梯远程监控系统概述
电梯作为机电一体化的大型设备，在高层建筑运输中起着重要作用，是楼宇自动化必不可少的部分。由于电梯的结构复杂，运行可靠性要求高，监控及分析其运行状态和故障情况成为电梯管理、维护和安全运行的迫切需要。
电梯远程监控系统是集地理信息、计算机控制和远程通讯技术于一体，通过安装的电梯现场数据采集器和信息网络系统将分布在各处的电梯运行状况和故障信息及时传递到监控中心的监视终端或管理层网络终端，具有数据实时存储、在线分析、在线干预与监控以及数据报告自动生成功能的软硬件系统，电梯远程监控系统是提高电梯安全运行服务质量的重要工具。
二、 电梯远程监控系统组成及功能
电梯安全运行远程监控系统一般由相关硬件及管理软件两部分构成，采取分散采集、集中控制的管理模式。
（一） 管理系统软件组成：
1、服务器软件：安装于计算机上，用于接收设备传输的数据并传递给客户端软件。
2、客户端软件：安装于计算机上，用于接收服务器软件传递的数据，并通过图形界面显示在计算机屏幕上。
3、数据库服务器：安装于计算机上，用于存储设备传递的数据。
（二）管理系统硬件设备组成：
1、电现场数据监控单元：用于采集安装在电梯轿箱顶部各种传感器的信号，分析电梯的当前运行状态。
2、数据传输中继器 ：数据通讯的中转设备，用于监控中心管理软件系统与电梯采集分析仪之间的数据交换。
3、监控中心计算机组成：监控中心的监控终端，具有数据实时存储、在线分析、在线干预与监控以及数据报告自动生成功能的软硬件系统。
三、电梯远程监控技术的应用分析
在电梯远程监控技术中，有四个方面值得探讨，一是现场电梯运行数据的采集；二是数据的远程通信传输；三是电梯运行数据的记录、存储、显示及分析统计；四是电梯视频监控技术。以下将国内现阶段的解决方法作一个简单介绍。
1.现场电梯运行数据的采集技术：
一种方式是通过电梯本身控制系统内的数据接口采集电梯运行数据，目前国内生产的电梯一般都有数据接口，可以通过串口、并口或其它接口采集，这种方式的优点采集的数据准确及时。缺点但是由于各厂家的数据接口的通讯协议不一致，需要厂家提供相关通讯协议。且若电梯本身控制系统出问题，如控制系统死机（极端恶劣情况下）时，就无法采集到电梯的运行数据。
另一种方式是独立于电梯本身的控制系统，将电梯的各个运行参数通过独立于电梯本身控制系统的传感器采集回来，在井道、机房、轿厢、层门内安装各种接近开关、红外开关、及一些模拟量传感器。通过采集这些传感器的状态，得知电梯的运行状态，这种方式的优点采集监测电梯的运行状态时不依赖于电梯的厂商和型号，可以做到比较通用，缺点是对于每部需要监控的电梯需要做传感器的布设及数据线缆的敷设，工程施工量较大且造价较高。
第三种方式是从电梯控制柜中引出相关需要监测的开关量信号，按接线表中的接线指引，将信号线按不同厂家、不同型号的电梯产品的要求分别与电梯运行采集装置连接。
2.数据远程通讯技术：
第一种是有线通讯方式，通过电话线、ISDN等通信线路采用调制解调器通讯。此方式通信在实时采集中数据通信速率可满足数据采集的要求，成本较低，但只能实现通讯实时的点对点通信，有时存在传输不稳定，掉线较频繁，且按时间计费等不足之处。
第二种是总线通讯方式，监控主机、分机之间通过较高的波特率的485总线或CAN总线进行通讯。RS-485总线，具有高噪声抑制、宽共模范围、长传输距离、冲突保护等特性，但需要考虑合理的网络布局、连续的信号通道、周全的保护措施等，否则在实际工程中容易出现一些接线的问题。CAN总线是一种支持分布式实时控制系统的串行通信的局域网络。
3. 运行数据的记录存储显示统计分析技术：
通常在电梯运行数据采集终端将数据存储在FALSH存储器或硬盘中，通过通讯网络将数据远传至监控中心主机，由管理计算软件采用数据库技术对电梯运行的数据进行分析统计，并可通过计算机屏幕显示电梯的实时运行状态，可对分析统计结果进行打印。
为了减少布线和造价，目前有的厂商采用高性能嵌入式技术开发出的电梯实时数据采集终端（如电梯黑匣子），完成日常电梯有关重要工作参数的采集、存储，既可以定期向监控中心进行数据远传，还可以由电梯管理人员通过便携式数据录入仪或U盘在电梯工作现场取回数据（单机工作形式），最后通过电梯运行状态评估软件包，对所监控的电梯进行日常工作状态的统计、分析、评估。
关键词：远程监控 网络控制中心 网络监测
中图分类号：TP319 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）07（a）-0011-01
近年来，伴随着网络技术的成熟和发展，网络技术在智能化监控得到了广泛的应用。在智能监控过程中，不仅可以快速地进行信息数据的交换工作，还可以通过网络系统控制终端操作。同时，利用这个智能化平台，构建基于网络的智能视频监控系统，安全人员可以通过计算机随时监控终端情况，更主动地进行监控，不仅仅局限于事后取证，而且能主动、实时地对视频进行分析，及时报告可疑事件的发生。
1 系统结构
远程智能监控系统需要在平台中增加智能分析服务模块，在用户监控中心可根据需要增加智能控制模块或同现有视频监控控制端整合。这种监控方式直接在采集端增加视频智能分析设备单元或者直接采用智能化摄像机智能DVS，在用户监控中心可根据需要增加智能控制模块或同现有视频监控端整合。
前端系统主要由信号采集设备、可遥控动作设备和网络视频服务器设备几大部分构成。信号采集设备包括视频、报警信号采集及其他模拟量采集设备，主要由摄像机、红外、微波报警探测器、温度、湿度探测器以及水浸等采集器，这些设备负责采集监控现场的视频图像、非法侵入、温度、湿度等数据和信号；可遥控动作设备包括电动变焦镜头、全方位云台、室外电控防护罩，射灯开关等其它可控机电设备，这些设备按照中心控制端发来的遥控行动指令进行动作。
2 系统功能
信息的采集和处理：此项功能主要体现在生产过程中的各种模拟或数字的检测，采样以及必要的实现处理，还有就是某种形式的输出，打印报表，屏幕和电视等，并提供详细的数据，以帮助终端人员进行分析，了解监控对象的全面信息。
监督职能：在远程监控过程中检测到的实时数据，以及生产人员发出指令和输入数据的分析，归纳，整理，计算等二次加工，并作为实时数据和历史数据进行存储。
管理：使用一些有效的数据、图像、报告、分析的工作条件等，可以及时发现潜在危险，进行全方位的故障诊断，预测为先，并声光故障和紧急报警。
随着科学技术的迅猛发展，远程智能监控系统将被普遍运用于生产过程的管理，专业技术人员通过互联网来管理和监督生产过程，优化生产工艺，增强设备的可用性，最终达到降低成本的目的，极大地提高生产效率。这就是远程智能监控的优势。
3 硬件设计
远程智能监控系统的硬件设计主要依靠的是单片机的最小系统、显示电路、温度感应电路以及报警电路和控制电路等几大模块，采用AT89S52作为系统的核心处理器。AT89S52作为Atmel公司一项标志性的产品，其具有的低功耗、高性能的优势使其广泛应用于远程智能监控的硬件设计过程。AT89S52是一个8位单片机，片内含有256字节的RAM和8K字节的EPROM，有很强的系统编程功能，操作起来十分灵活快捷，使用相当方便，另外价格也低。因而，这种具有多重优势的芯片才会在嵌入式控制系统中受到青睐。远程智能监控系统是通过Dallas但西安数字温度感应器来对现场进行温度采集的，从传统的热电阻和热电偶再通过A/D转换来采集温度的冗杂方式中挣脱出来。另外，再辅之以Atmel公司生产的Flash生产的单机片AT89S52，可以对数据进行细致的处理和全面系统的监控，然后借助RS-232串口，通过以太网的传输就可以实现远程控制了。温系统的温度监控范围是0～90℃，其现实精度为0.1，这样不仅可以采用十进制的方式来显示温度值，还可以通过设置温度报警的上、下限来实现自动报警功能。
4 软件设计
4.1 消息输入/显示模块实现
远程智能监控系统的客户端输入和显示模块适用的是VisualC++，具有模块化程度高、通用性强的特点。这样就可以确保用户显示界面和设备界面显示的一致性，保证远程监控的质量，同时也方便终端人员的操作。
4.2 通信模块实现
Socket编程。Socket编程普遍运用于建立数据通信模块的数据通道。Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层，它是一组接口。在设计模式中，Socket其实就是一个门面模式，它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面，对用户来说，一组简单的接口就是全部，让Socket去组织数据，以符合指定的协议。服务器端先初始化Socket，然后与端口绑定（bind），对端口进行监听（listen），调用accept阻塞，等待客户端连接。在这时如果有个客户端初始化一个Socket，然后连接服务器（connect），如果连接成功，这时客户端与服务器端的连接就建立了。客户端发送数据请求，服务器端接收请求并处理请求，然后把回应数据发送给客户端，客户端读取数据，最后关闭连接，一次交互结束。
4.3 调用模块实现
设备应用层中设计的Controller调用管理模块是专门用来调用现场设备测试线程的。在将服务器线程启动之后，服务器与测试线程间就会产生信息的传递。客户端就可以以这种方式将指令传递到服务器，经过解释模块解释后再传送给Controller，等待Controller的结果参数返回给客户即可。
5 结语
远程网络智能监控可实现所有接入视频的实时处理，不只限于电视墙上看到的，不遗漏任何一个可疑事件。实现7×24 h的全天监控，“机器眼”代替了人眼克服了人力疲惫的局限性。另一方面，使得监控的有效性得到很大提高。从大量视频中提取有用的关键信息，只为用户提供有问题的视频。人机交互监控方式，由其实现可疑行为分析报警，功能应用多样化，逐步扩充自动识别的行为，可实现更为广泛的应用。
参考文献
[1] 熊瑞平.面向网络化制造的智能监控技术研究[D].四川大学，2006.
[2] 许亮.基于CDMA技术的远程智能监控系统设计与应用[C].
关键字：远程监控、察尔森水库、工程图像
中图分类号：TV文献标识码： A
1前 言
察尔森水库大坝及闸门等工程设备设施的某些情况需要工作人员到现场观察，实效性差，向领导反映情况也不甚准确，延误指挥决策时机。所以大坝及闸门视频远程监控系统的建设是非常必要的，它能够及时、准确、直观地对水库大坝、闸门、上下游水位等防汛重要场所和设备运行状况进行实时监视，并掌握水库汛情的实时变化情况，能及早发现可能出现的各种隐患，使防汛指挥部门能主动、全面、及时掌握水库的汛情，以及汛情的演变过程，为领导及时准确地做出调度决策提供重要的参考依据。
2系统功能及特性
2.1系统功能简介
（1）库区现场视频图像实时自动采集。
（2）数字化压缩处理及传输。
（3）各控制中心实时测览库区现场动态图像。
（4）各控制中心可对现场设备远程控制。
（5）多级授权模式管理机制。各级管理部门依据授权优先级别，对前端库区现场的监控设备远程进行调控。
（6）根据需要选择单路高速或多路视频显示模式。
（7）24小时无人自动监控，现场图像自动进行硬盘录像，连续录像时间长达一周。
（8）对录制的图像信息逆行存档、整理。
2.2系统特性
（1）采用世界知名品牌设备，系统运行稳定。
（2）采用多级防雷策略，最大限度地避免设备受雷电袭击。
（3）软件安装操作简单易用。
（4）图像传输占用专线带宽少，图像传送连续不失真。
（5）图像数据采用硬盘录像方式进行存储，连续存储时间为168h。
（6）单路与多路显示模式复选设置，传送速率最高25帧/秒。
3系统总体结构
本系统主要由视频采集及数字化处理系统、数字图像传输系统以及防汛值班系统三部分组成。具体描述如下:
3.1视频采集及数字化处理系统
（1）通过摄像机将现场的视频图像进行采集并转换成模拟信号。
（2）通过PC传送控制命令给解码器。
①控制云台水平及垂直方向的旋转以达到最佳的传摄效果。
②控制摄像机镜头以达到最佳的拍摄效果。
③控制雨刷，雨天防雨水遮挡镜头。
④控制射灯的开、关等。
（3）通过光端机、光纤进行远距离的信号传输。光端机由接收端和发送端组成，光端机的发送端将视频信号通过光纤发送到光端机的接收端，光端机的接收端传送控制命令给前端的设备。
（4）通过光端机接收的视频信号分为两路:一路通过十六画面处理器选择图像显示的方式，并通过监视器显示现场的模拟视频信号；另一路进入视频服务器，在视频服务器中进行模数转换及数据的压缩处理，并在PC机上显示。
3.2数字图像传输系统
（1）在察尔森水库库区利用局域网传送视频图像。
（2）在松辽委和察尔森水库之间建立2M专线传送视频图像、控制指令。
在乌兰浩特和察尔森水库之间建立2M专线传送视频图像、控制指令。
3.3防汛值班系统
（1）视频流转发服务器程序
①远程视频流只传送一次，节约带宽。
②局域网内多路转发视频流，不限制局域网内用户数量。
③断线自动续接。
④扩展转发服务，预留未来发展空间。
（2）控制仲裁/数据转发服务器程序
①高级别优先控制。
②同级别先申请者优先控制。
③控制级别按主控中心、分控中心和值班站授权。
④主控中心服务器仲裁控制请求。
⑤水情实时数据转发
（3）客户端程序
①建立、删除新用户 (超级管理员级用户)。
②用户信息、权限、级别等设置 (超级管理员级用户)。
③接收转发服务器的视频流，并解压缩显示。
④远程控制前端现场设备。
⑤录像、抓拍、回放。
⑥传输模式转换。
⑦显示模式转换。
⑧水位、雨量等水情信息即时显示。
（4）录像服务器程序
①快速录像。
②定时录像。
③自动清除历史文件。
④录像方案预设。
4系统设计原理
4.1视频采集及数字化处理系统设计原理
（1）各监控点的电源设计原理
220V交流电，经过电源防雷器进行电源防雷保护后，经单路空开，进入净化电源进行滤波、稳压后为各设备提供电源。其中解码器、四路光端机发射端接220V交流电；一路光端机发射端的电源为l2V直流电，需经过l2V交直流变压器；射灯的电源为24V直流电，需经过24V交直流变压器。
（2）机房电源设计原理
220V交流电，经单路空开，接入电源防雷器进行电源防雷保护，接入UPS进行滤波稳压后为各设备提供电源，同时断电时能持续供电8h。其中监视器、IBM工作站、十六画面处理器、16换机、视频服务器、四路光端机接收端接220V交流电；一路光端机的接收端电源为l2V直流电，需经过l2V交直流变压器。
（3）各监控点视频采集、传送及显示设计原理
摄像机拍摄现场图像并转换成模拟信号，经视频防雷器进行防雷保护后将模拟信号传送到光端机的发送端，并经光纤进行远距离传送后，由光端机的接收端接收。模拟视频信号通过十六画面处理器送到监视器上显示现场的模拟视频图像。同时模拟视频信号通过十六画面处理器送到视频服务器上进行模数转换，并将数字信号存盘。数字信号经交换机送到局域网上的各PC机并在显示器上显示。
（4）各监控点设备控制设计原理
PC机利用软件发送控制信号。控制信号经过交换机、视频服务器、光端机接收端、光纤送到光端机接收端。从光端机接收端发出的控制信号经由数字信号防雷器送到解码器中进行解码，转换成相应的控制信号，控制摄像机镜头、控制云台、雨刷及红外灯等前端设备。
4.2数字图像传输系统设计原理
通过2M专线，将经过压缩处理的视频数字信号传送至远端委主控中心和局分控中心，在库区当地视频数字信号通过局域网送到各客户端。
5监控点站址选择及线揽走线方式
（1）全景点设置在大坝泄洪闸对面约100m处的山上，用来监测整个库区全景及溢洪道闸门状况。全景点的视频信号通过视频线及同轴电缆传送至启闭室，并通过四路光端机及十二芯光纤传送到库区机房输出视频信号。
（2）溢洪道溢洪道的监控设备安装在启闭室墙外，用来监测溢洪道出水口状况。其视频信号通过四路光端机及十二芯光纤传送到库区机房输出视频信号。
（3）启闭室启闭室的监控设备安装在启闭室内，用来监测启闭室内设备的运行状况。其视频信号通过四路光端机及十二芯光纤传送到库区机房输出视频信号。
（4）背坡点设置在溢洪道右侧山坡上，用来监测大坝背坡。背坡点的视频信号通过视频线及同轴电缆传送至启闭室，并通过四路光端机及十二芯光纤传送到库区机房输出视频信号。
（5）入水口入水口的监控器设置在输水洞进口闸门启闭室建筑物上，用来监测输水洞进口及大坝迎水坡。其视频信号通过单路光端机及四芯光纤传送至调压井，在调压井处与八芯光纤熔接，信号经八芯光纤传送至启闭室，在启闭室与十二芯光纤熔接，经十二芯光纤传送到库区机房输出视频信号。
（6）出水口出水口的监控设置在输水洞出口闸门启闭室建筑物上，用来监测输水洞出口。其视频信号通过单路光端机及四芯光纤传送至调压井，在调压井处与八芯光纤熔接，信号经八芯光纤传送至启闭室，在启闭室与十二芯光纤熔接，经十二芯光纤传送到库区机房输出视频信号。
6结语
关键词：远程监控；数据传输转换；远程维护；大型起重机；传感器技术 文献标识码：A
中图分类号：TP39 文章编号：1009-2374（2017）11-0094-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.11.048
根据2015年国家发出《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》，质检总局和安全监管总局决定公布安装安全监控管理系统的大型起重机械目录，并对前期大型起重机械安装安全监控管理系统试点成果进行推广和应用。我公司经过3年的远程安全监控系统的开发与运用，对大型起重机设备方面已完全符合国家标准与要求。我公司主要从事桥梁工程装备、海洋工程装备、特种起重设备、铁路专用设备以及桥梁和建筑工程钢结构的研发、制造和安装，下面以65吨单臂架回转式起重机为例，介绍远程安全监控管理系统的实际运用，具体使用的软件不做详细表述。
1 远程安全监控管理系统组成
监控管理系统包括机上监控系统和远程监控系统两部分。
1.1 机上监控系统
机上监控系统硬件由主机、PLC、力矩限制器、视频监控组成。主机采用上、下位机通讯的方式工作，下位机核心为微控制器C8051f580，主要负责信号的采集与处理，上位机采用专用工业控制板，主要负责将下位机处理完的信号显示在屏幕上，并与仪表内部设置参数进行比较，发出声光报警信号。主机可以通过RS485总线与PLC、力矩限制器进行通讯。视频监控用于显示机上作业面的画面以及卷扬机上钢丝绳缠绕的视频。
1.2 远程监控系统
远程监控系统由服务器、无线网桥、串口服务器、交换机、短信收发模块和软件组成。服务器负责数据存储及客户端浏览，无线网桥用于无线网络的桥接，利用无线传输方式实现多个网络之间的通信。短信收发模块是用于不在现场的工程师能及时了解到起重机报警和预警信号，以便故障能及时处理。
远程监控系统原理是：工控机收集所有信号（包括PLC力矩信息），光盘刻录机收集视频信号，两种信号通过转换之后由无线发射器发回至项目部，项目部无线接收器接收信号之后，经过服务器上传至Internet，这样即可实现远程安全监控。
2 远程安全监控管理系统各模块与起重机的交互
2.1 机上监控系统
机上监控系统分为工控机和视频监控系统。工控机采用嵌入式硬件平台和完全自主开发的界面组态软件，主要是实时记录起重机运行中的各项参数，包括主副钩所有信息、风速仪信息、力矩限制器信息。
视频监控分别为驾驶室正前方作业面的视频、主钩卷扬机、副钩卷扬机、变幅卷扬机的视频，也可根据实际情况选择使用多个摄像头，图像传输稳定取决于网络
带宽。
机上监控系统模块的数据采集：
力矩限制器：采集主副钩吊重信息、变幅角度信息、整机水平信息、风速速度等级信息。
绝对值编码器：采集卷扬机转动圈数用以计算主副钩上升或者下降的高度。
西门子PLC：采集变频器信息，所有限位制动风机信息。
工控机：集合整台起重机运行过程中所有信息。
硬盘录像机：实时监视起重机的卷扬机工作状态，也可以实时监视驾驶室前方吊重状态。
以太网模块：传输工控机信息至无线发射模块。
无线网桥发射、接收器：时交换起重机运行信息。
2.2 服务器端远程监控系统
2.2.1 远程监视系统。配置一台满足使用要求的计算机，通过远程监控软件系统将从交换机接收的无线网桥发射起重机运行信息至Internet，能够实现实时、动态、远程地对架梁吊机状态进行异地监控，只要能连接到互联网即可进行架梁吊机安全管理，不必实时到现场检查。系统具有架梁吊机信息查询、监测数据查询、报警查询、视频监控、系统用户管理等功能。界面如下：
2.2.2 远程控制系统。如果遇到起重机故障，操作人员即可以通过远程监控系统对现场监控终端下达控制命令，对起重机进行远程锁机，可以降低事故发生概率，现场技术工处理故障后可以通过远程解锁来恢复起重机正常工作状态。
2.2.3 服务器信息存储管理模块。系统信息管理模块主要为起重机数据管理与维护管理功能，对于数据管理来说，即管理人员可以结合设备应用实际情况来对系统内相应起重机信息进行添加修改等，保证信息的完整度与准确度。其中的短信收发模块（通过USB或者串口、网口数据线和电脑相连，内置SIM卡）可以在手机端以短信的形式，接收起重机运行数据和报警预警数据。而维护计划管理，则是通过系统来结合实际情况来合理安排相应的维护措施。当设备部件运行台时、作业箱量等超过额定数值时，系统会发出相应的警告，这样维护管理人员就可以明确知道哪些部件需要更换与维修，确定维修养护的工序，进而能够制定科学合理的维修保养计划，提高设备管理的规范化。
3 远程安全监控管理系统的使用和维护
架梁吊机安全监控系统是保障架梁吊机安全生产的重要措施之一，必须保证本监控系统的正常运行。
（1）架梁吊机安全监控系统由信息采集设备和信息处理系统构成，是架梁吊机安全生产管理的一种辅助手段，通过网络实现现场的地面监控和网络监控。监控系统具备实时显示架梁吊机当前的起重量、高度、幅度、风速等运行参数。现场具备良好的环境适应性和抗干扰能力，满足现场的工作环境；（2）监控系统应能提供正常运行的网络环境，确保安全监控系统的数据进行正常的通信，并能确保运行过程中的网络不中断。在架梁吊机运行期间，不得采取故意损坏设备、关闭电源等手段来逃避安全监控；（3）安全监控系统管理人员应经常性查询相关数据，对报警频繁的动作，应及时提醒操作人员。当安全监控系统显示违章操作和故障诊断信息时，应及时制止操作人员的违章操作行为，并查看相应的安全装置，排除安全装置故障隐患。
4 结语
大型起重机是工程建设中不可或缺的机械设备，对保证工作效率具有重要意义。为提高其管理效果，可以针对其运行管理的特征来选择应用远程监控系统，设计合理的远程监控系统，实现对设备运行全过程的监控监测，通过对监测到数据的管理分析，制定合理的管理措施与方案，提高设备管理的规范化与科学化，进一步推动工程建设的效率。远程安全监控系统主要是能随时随地地了解工程进度、吊机使用情况，及时有效地预警大事故的发生，最高限度保障工人安全。
参考文献
[1] 王亚明，陈青，刘畅生.组态软件设计与开发[M].西安：电子科技大学出版社，2003.
[2] 北京亚控科技发展有限公司.组态王6.55使用手册[S].2001.
[3] 桥面吊机械安全监控管理系统（GB/T 28264-201）[S].
[4] 通用桥式桥面吊机（GB/T 14405）[S].
[5] 桥面吊机和桥面吊机械技术性能和验收文件（GB/T17908）[S].
文章首先对基于网络包装技术下所进行的软件开发远程监控系统进行介绍，从系统架构以及技术关键点两方面来进行。其次重点探讨远程监控系统功能实现的具体方法，从技术角度来探讨，帮助提升系统设计以及使用阶段可能会出现的相关问题，并促进管理任务能够在软件开发中落实应用。
关键词：
网络保障技术；软件开发；远程监控系统
1基于网络包装技术下软件开发的系统架构介绍及关键技术分析
（1）系统架构。文章中所论述的内容中，大部分是关于系统结构框架来进行的，在网络包装技术的支持下，所进行的软件远程开发控制，能够不受时间以及距离的影响，实现实时的远程控制系统研究，西昨天给你框架是基于网络平台下来进行的系统框架结构设计，采用了Java汇编语言方法，能够在短时间内实现对系统的操作控制，所设计的远程监控方案也能与实际情况保持一致，将所搜集整理得到的参数结果投入到使用中，数据在传输期间，对网络的速度要求比较严格，网络包装技术能够对现场进行远程控制，及时在传输期间出现网络不稳定的现象，系统内部的模块也能自动调节，充分利用现有资源来实现更高效的使用效果。数据经过分析运算后，最终会进入远程控制系统的使用终端，客户端能够对数据进行更好的分析，并达到理想的运行使用标准。系统框架所设计的IP要与网络接入点保持一致，这样才能确保远程控制任务顺利的进行，不会因接入点不确定而导致隐患现象出现。
（2）系统关健技术分析。系统实现远程控制功能的关键部分是网络接入点的选择，框架设计完成后，通过Java程序开发来对框架的内部程序进行控制，达到理想的使用效果，网络地址在选择阶段，会设定连接过程定的串码，这样就不会出现误差，地址的选择是十分重要的，尤其是程序控制期间可能会遇到得问题，远程监控系统的设计需要考虑是否能够达到预期的标准，并得到监控双方客户的认可，这样才能确保数据传输都与实际情况保持一致，系统投入使用后，要在远程控制协议范围内来进行现场的控制优化，这样才能确保所进行的远程控制是有意义的，并帮助提升系统在网络环境中运行的安全性。建立好网络环境下的远程连接，才能进行更稳定的系统连接控制。远程监控系统所捕捉到的信息会实时传入到系统中，并对所进行的内部控制计划创造有利的环境，开发过程中所应用到的技术方法中，会对图像的呈现清晰程度进行调节，通过控制信号失真影响来进行。
2基于网络包装技术下软件开发的远程监控系统实现
（1）建立连接的实现。创建远程控制系统的网络接入点，在现场发现质量下降的情况时，可以通过加强系统的定向研究来解决，并通过技术方法来控制连接过程中接入端口的选择，确保网络环境下远程控制系统的稳定性，并帮助提升系统运行使用期间常见的技术问题，促进安全监管计划能够快速的应用落实。其次是对服务器的选择，在运行期间常常会出现一些参数不合理的情况，但通过技术方法能够快速的解决落实。随着监控技术的应用，在系统中会形成闭合的参数分析状态，这样能够提升监控画面实时对接的稳定性，时差也得到了更好的控制，在现场能够形成稳定的监控体系。所应用的技术中，存在大量的风险隐患现象，加强管理制度中的服务器内容调节控制，对接下来将要发生的问题也能起到预防作用。远程监控系统开发研究都会有明确的功能完善目标，在此基础上所进行的内部审核研究，有助于提升系统内的研究方法，并促进管理计划可以进一步提升，实现更高效稳定的运行使用效果。连接建立成功后，将进入到下一阶段的系统设计任务中，帮助提升监控软件投入使用后的控制能力。
（2）基于SWT监控图像显示的实现。最后是图像显示阶段的功能实现，所进行的设计任务中，需要对画面的清晰程度进行重点调控，系统构建完成后，需要进入一段试运行期间，判断在其中是否存在需要完善的内容，并采取技术措施来进行控制。形成内部调节与实际情况保持一致的状态，在运行中系统可能会出现使用效果不足的现象，通过技术方法也能得到更好的落实，并对系统进行定期维护，解决其中存在的隐患问题。客户端所汇集得到的信息中，大部分是关于使用效果不足的问题，通过系统设计也能避免出现质量下降的现象，帮助实现更高效的远程监控任务。在客户端获得与服务器的连接后用javax。1mageIO类的read()方法从端口读取监控数据，形成图片监控端收到图像数据流后在SWT—AWT桥搭建的界面中显示。最终监控的图像画在AWT的Label中。它的上层容器用了ScrollPane，样可以在应用程序界面特定区域内看到被监控机器完整的屏幕图片。
参考文献：
[1]李慧,刘星桥,李景,陆晓嵩,宦娟.基于物联网Android平台的水产养殖远程监控系统[J].农业工程学报,2013(07).
【关键词】网络通信 SDH网 TCP/IP
一、发射机远程监控需求背景
国家广电总局多次要求广播电视发射机要实现全固态化，积极倡导发射台机房“无人值班，有人留守”的工作方式，推进发射台播出的自动化、智能化进程。目前在计算机技术和电子技术飞速发展的条件下，利用这些先进技术进行自动监测和控制已经变得很现实。为进一步提高广播电视节目无线覆盖的信号质量，实现发射台站播出自动化、智能化工程的规范管理，广播电视无线发射台站正在积极而有成效地开展发射机远程监控的开发和应用。
广播电视发射机是一个综合的电子系统。正常工作时，除了必须保证发射机自身的若干运行指标处于正常范围，还必须保证它的工作条件亦处于正常范围（如供电电压、环境温度等）。早期的系统都是由人工定时监测，手工记录，这样做不仅工作量大，而且由于疲劳等因素的影响，很可能造成差错甚至发生停播、误播等事故。发射机的自动监测和控制，是利用先进的计算机技术对一定距离范围内的智能化电视或广播发射机统一在监控室进行控制。但是，首先发射机必须是采用了先进的单片机技术对各工作单元进行监控的智能化发射机，并且，还要通过通信电缆与安装了专用监控软件的计算机连接起来，然后实现用计算机对发射机的各部分进行实时监测和控制。
二、发射机的监控系统技术分析
本文将以笔架山电视转播台（发射台）为例，进行分析和整体构思。笔架山电视转播台近年来新进的同方吉兆1KW全固态彩色电视发射机和陕西数字广播3KW调频发射机等都属于智能化固态化发射机，已具有发射机的内部控制系统，并且提供了通信端口。监控系统由遥测、遥控部分和本机测控系统两部分组成。遥测、遥控部分采用机房监控主机做主监控服务器；远程客户机通过网络访问监控主机，实现遥控遥测。发射机都通过主控单元的RS485接口与机房监控主机相连。发射机本机测控系统由主控单元、激励器测控模块、电控单元（包括电控模块和功放电源测控模块）及功放数据采集模块组成。
（一）发射机智能化
激励器智能化：激励器是发射机的核心，是它控制着整个发射机的运行。智能激励器完成它的控制功能是用微处理器，而且实现了上电自检、主备和工作状态自动转换、数据采集传送、故障检测和相应的处理与保护功能。电源及冷却系统（机架测控模块）的智能化：电源及冷却系统向主控单元发送功放电源电流数据和电源及风机的工作状况。能接受面板按键或上级PC机的指令可以自动开关机，如果电源或风机工作状态出现异常，主控单元就会报警。
（二）发射机自身测控系统
发射机自身的测控系统主要由几部分组成：主控单元、激励器测控模块、电源及冷却系统测控模块和功放数据采集板。发射机主控单元是整个监控系统的核心，它负责指挥各测控单元的工作，进行数据存储、显示和分析判断。它还负责和上级PC机的通信，上传所收集到的数据并接收其控制指令，起指令传送的作用。除了主控单元，其他各个功能单元都有自己的测试模块，负责本单元各参数的测量和上传给主控单元。激励器和电源及冷却系统测控模块还有控制的作用，能根据主控单元或上级PC机的指令做出相应的回答。这些数据由主控单元统一管理。各测控模块之间都是用RS485接口进行通信的。
（三）上级测控系统
发射机的上级测控系统包括机房监控主机的监控和远程（省中心或市中心）客户机的遥控遥测。发射机由主控单元的RS485接口连接本地服务器。本地服务器向其他发射机的传输距离最远是2000米，可以对整个发射台的集中控制，而远程客户机可通过连接本地服务器进行遥控，达到了和本地服务器一样的功能。
三、系统结构
计算机辅助广播电视监控系统进行分级分工管理，快速管理发射台，形成省中心的统筹管理，县级监控点的个别管理，发射台站故障的自动处理三级管理体系。
省中心主要是面向每个发射台的统筹监控和管理，可以随时掌控每个发射台和设备的运行参数，负责发射台的业务指导管理、运营指挥调度、数据报表统计、故障处理的监督管理、报警信息的分级分类处理等工作。
县级监控点主要管理管辖区域内发射台站的运行和维护，监控各台站运营的情况，如：发射设备，信源设备，电力设备，环境参数等，如有异常立即到现场应急抢修。
发射台站内自动化系统的建设核心是“分布式”监控系统，智能监控单元做为基础，对各个与发射环节相关的信源系统、监控系统、发射机系统、供电系统、环境安防系统、视频监视系统多个环节进行监控，发射流程中任何一环节出现故障，监控设备都会自动监测并切换主备设备、马上报警。
四、网络结构及组网形式
计算机辅助广播电视监控系统依托广电SDH网为核心将每个发射台有机地联系在一起，达到数字视频，数字音频，实时数据等多种媒体数据及时准确地传输，各级各类控制命令安全迅速地下达。由于广电网络是以专网形式运行，不与公网有交互，从发射台的重要性来看网络安全尤为重要。同时广电网络可以为发射台监控系统提供有效的带宽保障。由于多数无线发射台位于高山上，假如光纤暂时无法连通的高山台站，则采用GPRS无线通信的方式作为整个网络系统的补充，它担负着发射台向县、省系统提供监控数据，生活区监控点获取监控数据的任务。
采用以太网技术，以TCP/IP协议做为各类数据流交互的基础。统一采用TCP/IP协议，为以IP为基础的各类业务实现互联互通奠定了基础，通过发射台数字监控管理平台可以将与发射设备有关的自动化监控业务，各类视音频信号的监视、监听业务，甚至可以可以把未来拓展的环境视频监视业务以及台内各项办公业务“一网打尽”。
省中心、县级级监控点及发射台的结构及关系 广播电视监控系统采用三级管理体制，即省中心的统筹管理，县级监控点的具体管理，发射台端的应急处理。发射台监控系统是整个远程监控系统的数据提供以及命令执行环节，台站内所有的监控设备分别与省中心以及县监控点独立建立SOCKET连接，省中心和县级监控点从发射台获得数据，他们之间是相互独立、互不影响的；省中心与县级监控点把BS架构当作监控平台，他们之间的关系又是相互渗透、相互支持的。在省中心服务器出现故障时，其监控平台瘫痪，客户端能够通过网络浏览县级监控点的服务器来监控发射台。同样县级服务器瘫痪时，可以浏览省中心服务器管理管辖发射台。采用CS架构，可以节省带宽省中心、县级监控点与发射台的数据交互。正是由于CS架构请求访问式的工作模式，可人为地控制网络带宽，这也符合节省网络资源的大原则。
五、发射台站自动化监控系统
（一）系统的组成及特点
发射台站自动化监控系统采用分布式工业以太网技术，该技术是源于集散控制理论，所谓集散控制系统（DCS）也称为分布式控制系统，其核心思想是集中管理、分散控制，即管理与控制相分离。上位机用于集中监视管理功能，下位机分散下放到现场的各个设备，实施分布式控制，上、下位机之间，下位机与下位机之间以高速通讯总线相互连接传递信息。因此，这种分布式的控制系统体系有力地克服了直接控制系统对控制器处理能力和可靠性要求高的缺陷。工业以太网，一般来讲是指技术上和商用以太网（即IEEE802.3标准）兼容，但产品设计时时候，能够满足其在工业现场选用的材质、产品的适用性以及实时性、可互操作性、可靠性、抗干扰性和本质安全等方面的需要。发射台站采用工业以太网技术，符合当今网络世界的主流技术，也符合骨干网对技术的要求，不存在网络融合的问题，分布式的结构化分处理了发射台的各个工作环节，很大程度地回避了系统的风险。
功能比较专一的智能化监控设备组成了发射台监控系统，他们用积木的结构组建监控网络，系统据此可大可小，功能也可以繁杂可以简单，监控设备间既保持独立，又可通过网络相互交换自己的信息。从整个发射台的工作职能上可分为信源自动控制子系统，发射机自动控制子系统，数字监视监听子系统，电力监控子系统，报警子系统，环境安防监控子系统，数字视频监视子系统。
（二）信源自动控制及监视监听
发射台站的每套节目都有两路信号源。以光缆（数字微波）信号为主用，卫星信号为备用。广播电视监控系统为每套节目预留了四路信源输入通道，现在发射台信源主要是光纤（数字微波）、卫星主备两路信号。主通道信源为发射机优先选择信号，智能切换器实时判别主备两路信源的状态。监视监听系统通过分配器来提供信号，而且信源处理系统同时支持远程数字遥控和本地手/自动的切换。
1.调频信源处理
检测是否有信源信号需要两个必须的条件，一是随时判别音频信号的电平值，万一低于设定阈值则条件满足，二是时间条件，在设定的时间内必须保持第一个条件持续满足，那么第二个条件就成立。这时我们认为该通道音频信源丢失，立体声的双声道音频分别检测判断。主路信源没有的话，就会自动切换到备用信源，主路信源一恢复，智能切换器的输出信号将自动切回到主路信源上，同时具有主路信源可任意设定以及断电主路直通的功能。
2.调频信源的本地及远程监听
调频节目监听分为本地监听和远程数字监听两种方式，监听的信号包括每套节目的光纤（数字微波）信号、卫星信号、发射机输入信号、无线解调信号。本地监听是通过选择切换器用音箱监听不同节目不同信源的信号，远端监控系统可以用数字的切换来命令并选择监听的信号。切换器支持远程切换指令，接受命令后输出的信号输入到音频编码器进行音频收集、编序、缩放以音频流的方式传送到远端监控中心的工作站，通过软件解压还原后进行监听。
3.电视信源视音频信号的处理
视频信号的判别是依靠对同步信号的检测以及对RGB信号数字化后的分析判别，一旦检测不到同步信号马上做视频信号丢失处理，RGB量化后的数据通过特定的公式计算出亮度参考值，如低于设定的阈值则认为是图像黑场，进入延时判断，一旦在一段时间持续为黑场的情况则认为视频丢失。
音频信号的判别需要两个必要条件，第一实时判别音频信号的电平值，一旦发现低于设定阈值则此条件满足，第二个为时间条件，也就是说在设定的时间段内第一个条件持续满足，那么第二个条件就成立。当两个条件同时满足时这时我们认为该通道音频信源丢失。
主路信源丢失将自动切换到备用信源上，一旦主路信源恢复智能切换器的输出信号将自动切回到主路信源上，同时具有主路信源可任意设定以及断电主路直通的功能。
4.电视信号本地及远程监视监听
电视节目信号监视监听分为两种形式，本地监视监听、远程数字监视监听，监视监听的信号包括每套节目的光纤（数字微波）信号、卫星信号、发射机输入信号、无线解调信号，本地监视监听用多画面分割器对不同节目、不同信源的画面进行集中监视，通过切换多画面切换器可以随时选择单个画面或多个画面的来进行监视监听。
远程监视监听是将发射台多画面分割器的信号进行数字化处理，然后通过网络传送给远端客户端工作站，用数字解调技术监视视频画面、监听其中的声音。远程监视监听系统中视音频多画面切换器以及视频数字编码服务器就是其核心设备。运用一路MPEG4带宽传送多个视频画面，为了使画面更加清晰，我们采用HALF DI画面分辨率，因此为远端解调画面的拉伸放大奠定了基础。多画面的远程传输为的就是在一个画面内同时监测多个环节的视频画面，远端的监视软件可以根据需要独立显示多个画面中的任一个画面图像，同时播放该画面的伴音。远端的监视软件在显示多画面方式时也可以根据远程选择监听多个画面中任一路的伴音。
（三）电力监控子系统
电力监控主要是通过数字接口对交流稳压器进行采集控制，通过数字接口对智能电表实时采集电压，电流，用电等参数，通过数字接口实时采集监控UPS的参数，采集本系统UPS信息包括停电信息。
（四）报警系统
台内报警分为两种形式，第一种以警铃的形式，一旦有报警信息则警铃鸣叫，第二种为短信报警方式，用户可以预设接收人的手机号码，用户可以设置报警信息的文字内容，一旦有报警信息，报警器将按预设的手机号码顺序逐个发送。（报警的内容包括：发射机故障报警、信源故障报警、停电报警等）。
六、监控客户端系统
监控平台要求能够有效管理并控制多个系统，从而减轻操作人员的劳动。用户只要在客户端进行监控，就可以实现对上百个通道的同时监管。
在客户端能看到多个活动视频、音量数据、图像载波电平、伴音载波电平数据的图形化显示和报警信息。控制主机的监测频道表、监测选项的设置、控制主机监测任务的启动/停止，可以在客户端上进行设置并修改；前端系统的历史记录、故障记录、录像记录并回放录像可以通过远程查询和监管，当前多通道的视音频场强数据也可以远程访问。同一客户端操作平台可以同时控制、监视监听多套广播电视监控系统。客户端操作平台将以网页的形式实现，通过IE浏览器进行登陆，服务器的数据库采用MySQL。
本文系统地讨论了计算机远程实时监控系统在广播电视发射无线发射领域的应用。 从监控系统的结构、系统的组网形式到系统的工作原理和做了具体的阐述，，重要的特点是将计算机技术应用到广播电视监控中从而减轻操作人员的工作强度和减少人为责任事故，降低运行成本，为广播电视的安全优质播出奠定了坚实的基础。由于工作繁忙，时间紧凑，文中还有很多不足之处，还有很多设想中的功能有待去设计，但我认为整体的效果还是显现出来了，初步达到了设计的整体构想。
参考文献：
[1]冯博琴等.《计算机网络》[M].北京：高等教育出版社，2004.7
广东地面数字电视(以下简称广东移动电视)采用28频道进行国标无线广播，系统可用带宽为14.438Mbit/s，共传送6套MPEG－2编码的标清电视节目，分别是广东移动频道一台、广东移动频道二台、广东珠江频道、广东卫视频道、广东体育频道和广东新闻频道等。在广州城区，广东移动电视由越秀山电视发射塔、白云山基站、番禺卫星地球站基站、黄埔丰乐基站等4个发射基站组成单频网(SFN)进行发射。广东移动电视的编码、复用、分配、传输前端系统放置在越秀山电视塔移动电视播出机房内，产生的同步TS流通过光端机传输到各个发射基站，给各基站的数字地面电视发射机提供同步的基带码流信号。
2广东移动电视信号远程监控系统
针对移动电视发射基站数量较多、分布较散的特点，为了进一步加强信号监控和发射基站管理，及时了解设备实时工作状态，提高技术人员的工作效率，降低维护人员的工作强度，结合广东移动电视自身的实际情况，技术人员自行设计、测试和构建了一套远程信号监控系统。广东移动电视信号远程信号监控系统主要由两个子系统组成:信号自动报警子系统和发射基站远程监控子系统。其中，信号自动报警子系统的主要功能是实时监控移动电视的播出信号，信号出现异常时自动报警;而发射基站远程监控子系统的主要功能则是实时监测各发射基站机房的环境和设备的实时工作状态。2.1信号自动报警子系统信号自动报警子系统能够实时监测移动电视的射频信号，当信号中断或者出现干扰时，自动给指定的技术人员发送报警短信或者拨打电话，提醒技术人员确认播出信号的安全状态并及时进行处理。此外，当信号恢复正常时，能够及时发出提示信息。信号自动报警子系统主要由电源、射频信号检测、放大及延时、报警处理等功能模块组成，通常放置在需要监测移动电视信号的地方，如各个发射基站、信号相干区域、信号覆盖边缘区域等。射频信号检测电路负责实时检测移动电视的播出信号，当信号正常时，输出为低电平，关闭放大及延时模块，不触发报警电路。当移动电视出现异常(信号中断或干扰)时，射频信号检测电路输出为高电平，启动放大及延时模块，达到预定的延时时间后触发报警电路，向指定的工作人员发出报警短信或拨打报警电话，报警短信或报警电话等内容可以自行设定。当移动电视信号恢复正常后，将立即发出“恢复信号”的信息。
2.2发射基站远程监控子系统
发射基站远程监控子系统如图2所示，主要由3G互联网、基站监控主机、远程控制软件、各种受控工作设备、视音频采集器、摄像头、温度检测器以及远程遥控电源等功能模块组成，仅放置在各个移动电视发射基站。发射基站远程监控子系统能够实现的主要功能有:节目前端设备和发射设备的实时监控、信号节点视音频实时监测、基站工作环境实时检测等。技术人员通过安装了远程控制软件的个人计算机(手机)连接互联网，访问基站监控主机，并控制监控主机读取或调整设备的工作参数。个人计算机(手机)在硬件配置方面并没有严格的要求，只需安装远程控制软件和连接上互联网，目前的智能手机和计算机都能实现这些功能。发射基站远程监控子系统的各个组成部分如下所述:
2.2.13G互联网
根据广东移动电视发射基站互联网络的实际情况，技术人员选取了中国联通的3G网作为网络路由，在基站监控主机中安装了华为的3G联通上网卡和资费卡，达到了安全、稳定、低廉的上网效果。
2.2.2基站监控主机
基站监控主机通过协议转换器与基站各种受控工作设备相连，并对这些设备进行访问和控制，是远程监控系统的核心。根据实际情况，技术人员在越秀山电视塔发射基站配置了专用服务器作为监控主机，而在其他基站则选用了灵活小巧的普通计算机作为监控主机，并在主机中安装了远程控制软件和各种工作设备的操作软件。2.2.3远程控制软件为了实现远程监控操作，还必须在个人计算机(手机)、基站监控主机中安装远程控制软件。
3搭建远程监控系统经验总结
【关键词】路灯节能 远程监控 PLC GPRS
1 远程监控系统设计原则
远程监控系统设计主要考虑以下四个原则：
（1）在了解监控和对象的基础上，明确任务和目的，分解目标，提升可靠性，选择可靠产品，硬件配置需合理。
（2）为方便实现不同地点实时监控，系统构成最好选择网络化结构体系。
（3）选择信号检测方法需依据具体情况选择。考虑到软件性能问题，要求所得到的数据总量满足需求，但不可过大。
（4）对于故障检测和信号处理方法，需要在保障诊断准确的前提下尽可能减少计算量。
2 GPRS路灯远程监控系统总体框架（如图1）
系统的GPRS模块选用的是西门子公司的无线数据传输模块MC35i。可以看出该系统结构具有以下特点：
（1）通过网络技术，对路灯实行全程监视以及诊断，实现集中管理和优化控制。
（2）通过网络连接模块，实现分布监测，统一管理，监控同诊断网络相连，便于保障生产企业CIMS的构成。
（3）系统拥有较强的自身诊断、维护以及恢复能力，并且由于使用了层次化结构形式，因此不会出现单个模块失效而影响到整个模块的状况。
3 基于PLC的远程监控系统设计
3.1 监控中心上位机软件设计
监控中心上位机软件设计采用亚控公司的组态王工控软件，上位机界面包括有主画面、实时曲线、报警记录、历史曲线、权限管理五个画面。为完成监控系统要求，上位机的主要任务是实时监测以及发现故障迅速启动报警功能等。通信终端软件包括数据采集和发送、参数设置等，以界面的形式进行操作。
上位机监控系统的主要界面功能如下：
（1）主画面：设备运行状态、参数设置、时间日期显示等。
（2）实时曲线：各部分画面展示详细运行状态、参数的设置以及显示实时数据和动态运行图等。
（3）报警记录：主要指变量报警时间、用户登录事件、操作事件等，包括报警类型、来源、时间等，以便于查看各设备运行状况，系统能自动检测到跳闸、电压异常、供电故障和等突发事件。此外，上位机界面还包括趋势分析、报表和画面的打印以及Web功能等。如图2为上位机软件设计界面。
3.2 下位机程序设计
下位机程序设计是该系统的设计核心。PLC的编程环境是step7，它使用的是模块化设计的方法，为系统提供基本模块。程序设计主体实现采集路灯电压和电流信号以及故障管理，GPRS通讯中断部分负责实时响应监控软件的通讯信息码。编写的程序以及数据都需要放置在相应模块中。在程序运行的时候，数据和变量便存储于数据块内。下位机程序设计结构为主从模式。这种程序结构的特点在于简单方面，且易于发现问题所在。
4 实验结果分析
本文的监控系统设计模拟2个路灯运行情况。每个路灯的监测数据包括平均电压及平均电流、节电率。该系统分为手动模式和自动模式，当系统工作在手动模式时，可以根据检测到路灯的电压及电流值来任意调节路灯的亮度。当系统工作在自动模式时，根据光照强度，自动调节路灯的亮度。数据如表1所示。
5 结束语
本文在融合现代检测技术、及一些必要的硬件基础上，并且调研了实际路灯使用率基础上，设计了PLC的GPRS路灯远程监控系统设计，采用无线数据传输模块MC35i，抗干扰能力强的西门子S7-200PLC，上位机采用亚控公司的组态王工控软件进行辅助设计，加强了控制的实时性，为了提高数据传送的安全性和稳定性，采用了GPGS通讯。经实验分析，该设计不仅对路灯控制进行了优化，而且实现了节电节能和远程监控的功能，系统运行稳定、可靠具有很好的应用和推广价值。
参考文献
[1]胡友民，李锡文，杜润生，杨叔子.基于PLC高可靠性工业过程远程监控系统[J].华中科技大学学报（自然科学版），2002（04）：13-15.
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[3]张利国，时念武.路灯控制系统应用研究[J].照明工程学报，2014（02）.
作者简介
谭伟超（1986-），男。硕士研究生学历。现供职于江门职业技术学院。研究方向为机电一体化技术。
【 关键词 】 城市消防远程监控系统；火灾报警系统 ；自动报警网络监控器
A Design of Remote Monitoring System for Urban Fire Protection
Zhou Rong-rong
（Fire Department of Shaanxi Province Shaanxi Xi'an 710016）
【 Abstract 】 This paper provides a solution to remote monitoring system for urban fire protection. In this solution， no major modifications of buildings’ current fire alarm system are needed， only an Automatic alarm network monitor is introduced. The automatic alarm network monitor changes the alarming signals from all types of fire alarm systems into a standard format， which solves the communication issue between different fire alarm systems， and enables the remote monitoring of the fire alarm information from the companies which are in network.
【 Keywords 】 remote monitoring system for urban fire protection； fire alarm system； automatic alarm network monitor
1 前言
城市消防远程监控系统是火灾自动报警系统的发展和拓展，系统依托公网和专网，通过远程监控中心对联网单位的火警信息和建筑消防设施的运行状态信息进行实施监控，实现了系统监控中心与社会消防重点单位联网，为消防部门和社会单位提供动态信息查询、火灾报警及其他的信息管理功能，提高了火灾报警的及时性和可靠性。
2 系统总体架构
城市消防远程监控系统由用户信息传输装置（User Information Transmission Device）、报警传输网络（Alarm Transmission Network）和监控中心（Monitoring Centre）构成。本文中用户信息传输装置指自动报警网络监控器，部署在用户单位。系统的工作流程是：用户单位的自动火灾报警系统与自动报警网络监控器相互连接，对火灾报警系统进行实时监控，接受报警系统各个监控点报警信息，和建筑消防设施的运行信息，并按照商定的协议进行处理，通过网络传输至监控中心；监控中心接受联网用信息，向城市119指挥中心或其他接警中心发送火灾报警信息。系统拓扑结构图如图1所示，系统逻辑结构图如图2所示。
3 自动报警网络监控器
自动报警网络监控器（NTE）是监控中心和火灾报警系统之间的桥梁，是火灾自动报警监控管理网络系统中最重要的终端适配器。
自动报警网络监控器软件设计 主要由信息代码识别与转换模块、信息代码接收模块、信息筛选模块、信息上传模块四个功能模块组成。
（1）信息代码识别与转换模块：鉴于各个火灾报警系统采用的数据格式与通信协议各不相同，监控中心无法识别解析这些协议。自动报警网络监控器对收到的报警信息进行识别，按照规定的协议进行解析后，并将其转换为统一的数据格式，再发送到监控中心。
（2）信息筛选模块：针对某些火灾报警系统一经报警，便不断地发送信息，从而大量占用带宽的情况，自动报警网络监控器只接收发送过来的第一次数据，将其后2分钟内的重复信息加以屏蔽，以确保网络通畅。
（3）信息上传模块：对处理过的故障信息、报警信息及其他管理数据进行打包，按统一规定的数据格式上传至监控中心的报警接收服务器。
为了解决不同类型的火灾报警系统通信协议不一致的问题，根据火灾报警系统的发送机制，城市消防远程监控系统在自动报警网络监控器的信息接收模块中建立了一个数据帧缓冲池，自动报警网络监控器的信息代码识别与转换模块从缓冲池内取出数据帧，对其进行解析后，转换为统一信息帧。其工作流程图如图3所示。
在进行数据上传的过程中，当数据上传模块侦听到有数据输入时，根据巡检信号、火警信号、故障信号等不同类型数据而采用不同的处理方式。当判断输入数据为巡检信号时，数据上传模块则反馈给报警器一个正常的巡检信号；否则，判断接收到的信号可能是火警或故障信号。数据上传模块将数据存入数组，对于火灾报警信号，信息中携有火警地址编号和时间信息，而对于故障报警信号，信息由故障地址编号和故障等级信息组成。数据上传模块自动向远程服务器发送该数组的内容，同时给报警器一个应答信号。工作流程图如图4所示。
4 系统建设注意要点
联网用户的容量：在系统建设过程中应注意自动报警网络监控器连接其他报警监控系统的接口和容量，以及监控中心对前端的监控数量要留有足够的扩展容量，便于系统扩展。单个消防远程监控系统的联网用户接入数量不宜大于5000个，以有效保证消防远程监控系统的运行和管理的可靠性。
传输网络：监控中心和用户传输装置之间通过报警传输网络进行信息的传输。传输网络可采用专用或公用网络。为了保障火灾报警信息和建筑物消防设施运行信息的可靠传输，应以专用网络为主，若经费有限，可考虑在公网上开辟隧道传输的方式。
系统安全性：由于火灾报警信息在火灾事故调查中具有法律意义，因此系统应采取高的安全措施，通过建立网管系统、防火墙、入侵检测等手段加大系统的安全性。为了防止修改火灾报警信息、建筑物消防设施准信状态信息等原始数据，应特别加强对资源访问设身份认证和授权。
5 结束语
本文在在保持现有建筑消防设施不改变的情况下，加入了自动报警网络监控器，与不同厂家的火灾报警控制器连接，使各种火灾报警控制系统的报警信号进行统一格式的转换，解决了输出信号协议不一致的问题。同向监控管理中心实时传输建筑物内火灾自动报警系统等消防设施的运行情况，对于消防设施使用的情况进行有效管理。遇到突发的火情信息，系统可以在最短时间内作出真伪判别，将确认无误后的火警，传输到119指挥中心接警系统，为灭火组织指挥提供宝贵的信息支持，具有很强的推广应用价值。
参考文献
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[5] 李波，卢文科，朱文超.基于3G和H.326的无线视频监控系统设计 [J].微计算机信息，2011年第5期.
【关键词】；塔吊监控；AJAX
0 引言
塔吊使用过程中，塔吊的相关管理人员，如塔吊租赁用户、安监站管理员、塔吊产权单位需要了解塔吊的使用与运行情况，因此需要开发一个B/S模式的塔吊远程监控系统，该系统能实获取远程塔吊的实时运行数据与报警信息，在WEB网页上实时显示，实现了塔吊的远程监控。
1 系统分析
1.1 系统功能
塔吊远程监控系统的功能框图如图1所示。
图1 塔吊远程监控系统功能结构图
1.2 技术架构
本系统采用了技术，数据库选用SQLSERVER2005，为了实时显示数据，采用了Ajax进行局部刷新；为了模拟塔吊运行情况，采用SilverLight技术。
1.3 数据库设计
系统使用了工地信息表、监管部门表、监理单位表、角色表、即时数据表、报警表等十多个表；其中即时数据表、报警表的设计如图2、图3所示。
图2 报警表
图3 即时数据表
2 关键技术
2.1 基于角色的权限管理
在本系统中，采用基于角色的访问控制（ Role Based Access Control ， RBAC），它可以减少授权管理的复杂性，降低管理开销。RBAC在用户和权限之间引入了角色的概念，根据实际需要定义各种角色，并设置和角色相对应的访问权限，而用户根据其职责被指派为不同的角色。这样，访问权限和角色相关联，角色再与用户关联，从而实现了用户与访问权限的逻辑分离。RBAC的基本思想如图4所示。
本系统的角色有系统管理员、区域、工地、租赁公司＼建设单位、监管部门、施工单位、监理单位；权限为系统的各功能模块，如备案管理模块的增加、删除、修改等。
图4 RBAC的基本思想
2.2 Ajax局部刷新
系统需要实时显示远程数据，如总共台数、在线台数、今日报警等（如图5所示），采用Ajax进行局部刷新。
图5 实时统计信息
部分实现代码如下：
3 结束语
B/S塔吊远程监控系统获取GPRS系统传输的远程塔吊的运行数据与报警信息，在WEB网页上实时显示，实现了塔吊的远程监控。目前该系统已投入使用，运行稳定，满足了管理员、区域、工地、租赁公司、建设单位、监管部门、施工单位、监理单位等多种类型用户对塔吊监控的需要。
【参考文献】
[1]马军.精通2.0网络应用系统开发[M].北京：人民邮电出版社，2007.
关键词：智能建筑 电梯 远程监控
中图分类号：tP273 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2015）03-0164-01
目前，电梯故障的频发性成为安全生产中的重要隐患。对如何提高电梯运行、维护、管理的基础上，采用科学的检测和故障诊断技术是现今的重要课题。
1 远程监控系统的概述
电梯远程监控系统（Remote Elevator Monitoring System ，简称REMS），指的是在某个区域的大楼中安装多部电梯后，对这些电梯进行远程监控、数据管理、维护、统计、分析、故障报警及救援。其目的是对在用电梯进行远程数据维护、故障报警及对电梯的运行性能进行统计，在分析的基础上辅助专业人员选择合理的派梯方案。电梯远程监控系统是随着计算机控制技术和网络通讯技术应运而生的电梯控制技术。
2 电梯监控模块设计
监控系统软件采用可视化编程语言开发，支持面向对象的程序设计。监控中心系统数据库选用Access数据库，设计的内容包括数据通信、人机界面和数据管理等。监控系统主要实现对各地电梯的运行情况的状态监视，故障报警显示，对电梯用户、电梯资料和运行情况的在线查询功能。在功能上采用模块化的设计思想，分为三层结构，分别是：客户层、应用服务器层和数据库层。前台以图形化方式为用户提供用户接口，将用户请求转化为任务记录的形式写入任务表。后台在读取任务表中的任务后，执行该任务，并将执行结果保存在数据库中。数据库存储中间数据和结果。电梯监控模块设计如图1所示：
3 通信模块设计
远程监控中心系统的核心内容之一就是处理同嵌入式终端通信，主要包括三个方面：数据采集卡与工作站的通讯、工作站与服务器的通讯、服务器与维修中心的通讯。服务器与工作站之间在硬件连接上至少需要三个部分：电缆、集线器和网卡。工作站软件采用面对对象的语言编程，实现了基本的远程监控和用户对数据库的查询请求；当用户执行查询相应操作时，工作站将查询请求发送至服务站，服务器收到查询请求后进行计算，将查询结果反馈到工作站端；维修中心一般通过公用电话网与服务器进行连接并通讯，当双方需要连接时，维修中心向服务器发出连接请求，服务器接受该请求并将维修中心纳入本地的域。
4 结语
目前开发的REMS功能丰富、配置灵活、成本相对较低，在智能大厦、智能小区中具有较高的应用价值和市场前景。促进了房地产的发展，既可以给电梯厂配套又可以为方便小区管理。
参考文献
关键词：ARM；CAN总线；嵌入式系统
中图分类号：TN915.1文献标识号：A文章编号：1009-3044(2008)36-3015-03
Remote Monitoring System of Vehicle-mounted Based on Embedded Platform
TANG Yong-bo, FENG Juan
(Physical Science and Technology College, Yichun University, Yichun 336000, China)
Abstract: A new type of intelligent communication and positioning systems in construction machinery group is introduced in this paper, based on 32-bit ARM microprocessor with intelligent monitoring, through CAN fieldbus, the system is connected with other subsystems and communicates with long-distance monitoring center by the way of expanding GPRS wireless communication module, building overall framework of hardware structures and software platform, specifying the implementation process, arriving to remote real-time monitoring of vehicle-mounted.
Key words: ARM; CAN bus; embedded system
车载监控系统是一种现代通信技术的高科技系统,是工程机械监控系统的中心。欧美等生产工程机械的发达国家早已开展了监控和智能控制技术在工程机械中的应用研究。目前，我国传统的工程机械存在着控制能力弱、维护成本高、设备功能少等不足。本系统在监控技术上有所突破，实现了租赁机械远程实时监控，通过GPRS通信模块远程监测车载的状况，在租赁机械发生故障时实现远程指导和合理调度。
1 远程监控系统的功能要求和特点
远程监控系统可以实时地对异地设备状态进行监测，及时发出故障诊断及维修指导，做出合理调度。系统由数据采集，远程传输，故障诊断三个部分构成。数据采集通过前端单元控制模块实现。远程传输通过GPRS模块将所采集到的数据发送出去。远程GPRS无线控制终端主要完成对GPRS无线数据的收发，以对现场所采集到的数据做相应处理。远程故障诊断中心，对故障的诊断通过故障诊断模块和各专家合作完成。故障诊断模块是根据设备故障机理建立起来的一个数据库，当远程设备发出故障诊断请求时，根据远程终端提供的各种故障信息及采集过来的设备状态信息进行分析，给出相应的故障处理方式。
2 系统硬件结构
2.1 系统总体框图
基于嵌入式的车载远程监控系统主要由三个部分组成：负责数据采集的前端单元控制模块，具备GPRS终端的车载主控模块，具有故障诊断的远程监控模块。总体结构如图1所示。前端单元控制模块由各个底层单元控制系统组成，如安全监控系统、电液比例控制系统等小系统，它们彼此独立，分别对工程机械的车况，工矿数据通过传感器进行采集，又通过CAN总线彼此进行通信，互传数据，受上层车载主控模块的监测与控制。车载主控模块主要查看前端各个系统实时状态及故障，报警信息，同时对各种状态进行分析处理，并通过GPRS和远程技术支持中心实现通信。远程监控系统通过GPRS通信模块监测车载的状况，发生故障时实现远程故障诊断，对故障设备实现远程指导和合理调度。
2.2 前端单元控制模块
前端单元控制模块负责数据的采集，其结构如图2所示。传感器根据具体信号采用不同的传感器。将检测到的传感器信号，经前置程控放大器AD526完成了信号的探测和初步处理后，获取了机械设备各检测状态的电压信号，但是这时的检测信号中所含的噪声成分仍然很大，而且有用的测试信号电平很低，往往被大量的噪声覆盖。因此需要采用信号调理器对测试信号进行处理，本系统通过程控滤波器MAX263对测试信号进行处理，从而有效地提取有用信号，降低噪声对有用信号的影响。经过信号调理后的检测信号通过AVR 微处理器Tmega64控制模数转换器AD7865转化为数字量。
2.3 车载主控模块
本模块的ARM芯片S3C2410处理器是Samsung公司基于ARM公司的ARM920T处理器核，采用0.18um制造工艺的32位微控制器。S3C2410处理器最高可运行在203MHz。
S3C2410处理器在车载主控模块中的工作过程如下：上电或复位后，从Flash加载程序，完成对芯片的初始化和硬件的配置等工作，之后便通过SPI口对系统中的CAN总线控制器MPC2510芯片进行控制，系统各通道采集到的模拟信号经过AD7865芯片转换为数字信号，经CAN总线送到S3C2410的SPI口。S3C2410 将接收到的数字信号进行相应的处理，通过S3C2410上的接口LCD将相关信息进行实时显示。本系统中S3C2410处理器外扩了GPRS模块接口,通过GPRS通信模块监测车载的状况并做出故障诊断，以便发生故障时实现远程指导并合理调度工程机械。
2.3.1 触摸屏
触摸屏作为显示输出设备，用来显示嵌入式系统的图形界面，通过合理的显示界面的设计，可以给用户提供比较友好的操作环境。S3C2410的触摸屏接口可以方便地将触摸屏相联在嵌入式系统中, 解决了人机界面一个重要的技术问题。本设计中，液晶屏选用640×480的夏普LQ080V3DG01带背光TFT-LCD，并使用S3C2410芯片提供的LCD控制器对其进行控制。在完成触摸屏的基本控制后,进行后续的软件滤波、野点处理及坐标变换等工作。硬件上利用双沟道MOS 管FDC6321C 实现了触摸屏与S3C2410 的接口, 电路简单可靠。
2.3.2 供电电路及电源监测电路
整个电路板采用+5 V电压供电，从外部引入。Samsung公司ARM920T内核的S3C2410芯片需要2个独立的电压：内核电压CVDD(+1.8 V)和I／O电压DVDD(+3.3 V)，分别采用TI公司的TPS54314和TPS54316来实现。设计中选用了TI公司生产的TPS3823-33复位芯片，其固定复位信号时间长达200 ms，能满足系统中所有芯片的复位需求。电路能确保在系统的加电过程中，CVDD和DVDD达到要求的电平之前，S3C2410芯片始终处于复位状态。芯片带有一个看门狗电路，通过WDI引脚接收来自S3C2410芯片的定时信号，避免发生系统程序跑飞的情况。
3 嵌入式系统平台构建
3.1 嵌入式操作系统Linux 内核移植
嵌入式Linux操作系统可应用于多种硬件平台，源代码可以免费得到，内核可以随意地配置，并提供网络支持，所以得到了广泛的应用[1]。
将嵌入式Linux系统移植到特定的硬件平台上，大致需要完成以下几个部分的工作：建立交叉编译环境、BootLoader的移植、配置编译Linux内核、制作根文件系统、下载，调试内核。Linux2.6内核已经提供了S3C2410处理器上包括LCD、触摸屏以及NAND FLASH等设备的相关信息结构体描述。他们分别为s3c2410fb-mach_info、s3c2410fb_ts_mach_inf和3c2410fb-platform_info。结合所采用的硬件实际配置信息，对devs.c文件所定义的各设备结构的platform_data成员进行赋值。
3.2 SPI接口下的CAN总线驱动程序的开发
在Linux中，设备驱动程序是操作系统内核和机器硬件之间的接口。Linux2.6内核中Device_driver是各个设备驱动程序所要实现的一个结构。在驱动程序的起始函数中，Device_register函数完成各自的设备驱动向platform_bus_type总线注册。注册过程会遍历该总线上已经注册的设备，找到与设备驱动相匹配。接着调用该设备驱动的probe函数完成相关寄存器配置、中断请求等硬件初始化工作并将设备驱动和匹配设备绑定。
在本系统中，驱动程序的功能主要是配置与MPC2510实现无缝连接的SPI接口、CAN总线控制器MPC2510的设置以及CAN总线上的数据发送与接收。S3C2420扩展CAN总线接口程序流程图如图3所示。
int spi_s3c2410_init();//初始化S3C2420 SPI接口
void spi_rec_send (int nr, void *devid, struct pt_regs *regs) //CAN 通过S3C2420 SPI接口收发程序
{
u_int wr_ch,rd_ch;
ClearPending(SPI0);//清中断标志
if(tx_buf.len
{
wr_ch=0x00; //初始化发送缓存
}
else
{
wr_ch=tx_buf.buffer[tx_buf.head]; if(tx_buf.head>=BUF_MAX_SIZE-1)
// 判断发送数据帧的是否完整
{
tx_buf.head=0;//清发送缓存指针
}
else
{
tx_buf.head++;
}
tx_buf.len--;
}
while (!((SPSTA0) & SPSTA_READY));
SPI_READ(rd_ch);//接收数据
SPI_WRITE(wr_ch); //发送数据
if(old_char==0x7E && rd_ch==0x7E)
is_sync=TRUE;
if(is_sync)
{
if(rx_buf.len < BUF_MAX_SIZE-1)
{
rx_buf.buffer[rx_buf.tail]=rd_ch;
rx_buf.len++;if(rx_buf.tail>=BUF_MAX_SIZE-1)
{
rx_buf.tail=0;//判断接受数据帧是否完整
} //清接收缓存指针
else
{
rx_buf.tail++;
}
}
else {
disable_irq(SPI0); //退出中断
}
count_t=0;
}
}
4 系统监控功能的实现
4.1 A/D转换模块
系统中前端单元控制模块微处理器采用ATMLE公司的单片机Tmega64，和TI公司高速模数转换芯片AD7865。将EOC管脚与Tmega64的 int4中断管脚相连，当A/D采样结束时，EOC从低变为高，系统产生中断，A/D信号进入14位寄存器中，产生一个14位的A/D值。具有独立的4通道逐次逼近型(SAR)的模数转换器，转换处理和数据的精度是通过CONVST信号和一个内部晶振控制的。CONVST管脚允许4个通道同步采样。转换开始是通过单片机Tmega64控制CONVST信号开始的，在CONVST的上升沿，被选中的通道的跟踪保持电路会被置为保持模式，转换开始。在CONVST信号的上升沿后，BUSY信号会变化，这表示转换正在进行, 并且在所有通道选择转换完成之前一直保持高电平。转换时钟是由内部产生的， 当BUSY信号会变为低电平，表示转换结束。在BUSY信号的下降沿，跟踪保持电路将回到跟踪模式。此时，AD7865内部的4个寄存器中已经保存了转换的数据，然后通过控制片选CS和读RD信号依次顺序读出4个通道AD转换值。 读出AD转换值后，改变CONVST为低电平信号。数据通过并行14位数据线接口从输出寄存器中被读出。
4.2 CAN总线模块
本设计中采用了Microchip公司生产的一种独立的可编程CAN控制器芯片MPC2510。由于S3C2410具有SPI接口,选用这款芯片可以通过SPI接口实现和S3C2410的无缝连接。MCP2510通过SPI接口与S3C2410进行数据传输，最高数据传输速率可达5Mbps。该器件包含三个发送缓冲器和两个接收缓冲器，减少了S3C2410处理器的管理负担。为增强CAN总线节点的抗干扰能力，通过光耦6N713与82C250连接来实现电气隔离，提高了系统的稳定性和安全性。
这样，一方面，A/D转换模块对工程机械设备的运行数据进行采集、转换，控制器通过CAN总线将其传送到主监控中心；另一方面，主监控中心将操作命令，由CAN总线通过控制器对机械设备进行控制，实现了车载系统的远程实时监控。
5 系统远程通讯的实现
GPRS终端采用SIMCOM 有限公司的SIM300 GSM/GPRS模块可以支持4频网络模式，具有标准AT命令接口，可以提供GSM语音、短消息和GPRS上网等业务。它可以工作在GSM850/EGSM900/DCS1800/PCS1900多种网络模式下，并且支持GPRS多时隙class10等级。本身只有40mm×33mm×3mm，采用PCB单面板设计。主要功能接口包括：电源接口、串行通信接口、模拟音频接口、标准SIM卡接口、射频接口等。
在本系统中，远端控制中心采用PC+GPRS模块的硬件结构，各现场主控中心则采用ARM+GPRS模块的硬件结构。GPRS模块提供了标准的RS232串行通信接口，最大支持460800 bps速率。GPRS模块与控制器之间的通信协议是AT命令集， 所有协议均符合GSM 07.07、GSM07.05以及SIMCOM增强型 AT命令集。由于ARM9芯片自身提供了TTL电平标准的串行口UART，本项目采用MAX3232C时实现RS232的电平转换。GPRS模块UART0接口用于支持硬件流控，默认用于AT 命令控制。UART0接口具有DTR、CTS和DCD等握手信号，系统中通过载波检测DCD可以检测GPRS模块是处于数据传送状态还是处于AT命令传送状态，终端准备DTR信号用来通知GPRS模块传送工作已经结束。
系统中若现场主控中心要向远端控制中心发送数据，设置如下即可：
AT+IPR = 115200设置波特率为115200bps
AT+CIPCLOSE （注销当前UDP连接）
AT+CIPSTART=“UDP”，“B的IP地址”，“B的端口号”（注册新的UDP连接）
（成功后会返回CONNECT OK和OK）
AT+CIPSEND （发送数据）
6 结束语
本系统是基于嵌入式平台把CAN总线运用于大型机械设备中，满足了大型机械设备控制对数据传输和控制命令传输的实时性要求。设计方案借助GPRS网络通信技术，通过系统各个部分之间的远程通信，实现了主控中心对远程设备的实时监控。
参考文献：
[1] 潘巨龙.ARM9嵌入式Linux系统构建与应用[M].北京:北京航空航天大学出版社,2006.
[2] 孙天泽.嵌入式设计及Linux驱动开发指南[M].北京:电子工业出版社,2005.
[3] 沈标正.电动机故障诊断技术[M].北京:机械工业出版社,1997.
